(57)【要約】【課題】本発明は、イメージセンサによってデータを取得する方法を提供する。【解決手段】少なくとも１つの２次元データページ形式でバイナリ情報を有するホログラフィ記憶媒体が、レーザビーム束によって露光され、露光されたデータページがイメージセンサによって読出される。このために、イメージセンサには、多数の画素を有する作動エリアが設けられる。本発明は、同じ画素数の情報の読出しを速くすることにより、その目的を達成する。イメージセンサ（２）の作動可能エリア（３）は、光ビームの特定の強度を有する領域に割り当てられる異なる領域（２．１，２．２）に再分割される。この場合、より長い露光時間及び／又はより高い感度は、高い強度を有する領域に割り当てられた領域（２．１）ではなく、低い強度を有する領域に割り当てられた領域（２．２）に定められる。【選択図】図１
2007122857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の画素を有する作動可能エリアを備えたイメージセンサによってデータを取得する方法であり、少なくとも１つの２次元データページ形式でバイナリ情報を含むホログラフィ記憶媒体が、レーザビーム束によって露光され、該露光されたデータページがイメージセンサによって読出される方法において、
前記作動可能エリア（３）が、異なるパラメータで互いに別々に読出される２つ以上の領域（２．１，２．２，２．３，２．４）に再分割されていることを特徴とする方法。
【請求項２】
異なる領域（２．１，２．２，２．３，２．４）が、読出しの前に異なる露光時間で露光されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
長い露光時間を有する領域が依然として露光されている時に、短い露光時間を有する領域が既に読出しされていることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記領域は、内側から外側へ又は外側から内側へスパイラル状に読出されることを特徴とする請求項２又は３に記載の方法。
【請求項５】
前記異なる領域（２．１，２．２，２．３，２．４）が、異なる感度で読出しされることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
光ビームに含まれる情報を読出すための多数の画素を有する作動可能領域（３）を備えたイメージセンサ（２）により、ホログラフィ記憶媒体から読出す及び／又は該ホログラフィ記憶媒体へ書込むための装置において、
前記イメージセンサ（２）の前記作動可能エリア（３）が、特定の強度を有する光ビームの領域にそれぞれ割り当てられる異なる特性を有する２つ以上の領域（２．１，２．２，２．３，２．４）に再分割されていることを特徴とする装置。
【請求項７】
前記異なる特性が、異なる露光時間及び／又は異なる感度であることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
短い露光時間及び／又は低い感度を有する前記イメージセンサの領域が、高い強度を有する光ビームの領域に割り当てられ、長い露光時間及び／又は高い感度を有するイメージセンサの領域が、低い強度を有する光ビームの領域に割り当てられていることを特徴とする請求項６又は７に記載の装置。
【請求項９】
前記イメージセンサ（２）が、ＣＭＯＳイメージセンサ又はＣＣＤイメージセンサであることを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データ、特にホログラフィ記憶システムからのデータ、をイメージセンサによって取得する方法に関し、さらに、そのような方法のためのイメージセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のイメージセンサは、中央の構成要素として、列状又はマトリクス状に形成されかつ電気及び光学信号を処理する２次元の電荷結合半導体要素を有する。イメージセンサは、光放射（対象光）を検出して電荷を生成することによってデータ形式で情報を記録し、この電荷を転送する。この目的のために、イメージセンサは、受信した光を電気信号に変換する最大数百万画素（ゲート電極）のアレイを有する。さらに、アナログ／デジタル記憶装置が、前記電気信号をデジタル信号に変換する。このデジタル信号は直接的に利用可能であり、データ記憶ユニットに記憶される。
【０００３】
この種のイメージセンサは、また、レーザビーム束を使用して記憶媒体を露光することによって記憶されたデータを読出して取得するために、情報がデータページ形式で記憶媒体（ディスク、カード）の２次元データエリア又は３次元データボリュームに記憶される光学記憶システム、特にホログラフィ記憶システムに使用されている。
【０００４】
一般に、レーザビーム束は、不均一な強度分布、特にガウス強度分布、を有しており、これが記憶媒体上に作用することによってデータページの不均一な露光を生じ、データページへのこの露光によって不均一なコントラストが生じ、これはまた、露光中に作動しているイメージセンサ上における不均一な強度分布となる。これは、データページに含まれる情報の読出しがイメージセンサによって同時に行われ、低コントラスト領域における読出しに時間がかかり露光時間の増大となるので、問題である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、請求項１のプリアンブルに記載のイメージセンサによって、ホログラフィ記憶媒体からデータを取得する方法を提供することにあり、同数の画素を有する情報の読出しを速くすることができる。本発明のさらなる目的は、上述の方法に適したイメージセンサを有しホログラフィ記憶媒体からの読出し及び／又はへの書込みを行うための装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１のプリアンブル部に記載の方法において、この目的は、請求項１のキャラクタライズ部に記載の構成によって達成される。好ましい態様が下位請求項に示されている。
【０００７】
本発明は、イメージセンサによってデータを取得する既知の方法をさらに改善したものである。この場合、イメージセンサは半導体要素であり、好ましくはＣＭＯＳイメージセンサ又はＣＣＤイメージセンサである。この方法において、少なくとも１つの２次元データページでバイナリ情報を含むホログラフィ記憶媒体が、レーザビーム束によって露光される。露光されたデータページは、所定の時間で、２次元の作動エリアを有するイメージセンサによって読出される。イメージセンサの作動（又は作動可能）領域を異なる領域に再分割し、レーザビーム束の不均一な強度分布によってもたらされるデータページの露光強度及びコントラストに依存して、異なる領域に異なる特性が割り当てられる。これら特性は、好ましくは異なる露光時間又は異なる感度である。長い露光時間又は高い感度を有するイメージセンサの作動領域は、低い露光強度故にコントラストが低いデータページの領域に割り当てられる。短い露光時間又は低い感度を有するイメージセンサの作動領域は、露光強度が高くコントラストが高い領域に割り当てられる。異なる露光時間と異なる感度とを組み合わせることが可能であることは言うまでもない。
【０００８】
異なる露光時間で露光されることにより、低い露光強度を有する領域よりも高い露光強度を有する領域の方がデータの読出しが早くなり、データ処理も同様に早くなるという利点がある。従って、長い露光時間を有する作動領域が依然として露光されている時に、短い露光時間を有する作動領域は既に読出しされているように本発明の方法は実行される。データの転送がより効果的となる。画素数を増加する必要はない。異なる感度を有する場合、データの読出しを全ての領域で同時に行うことができる。この場合、要求される露光時間は、従来のイメージセンサの場合よりも短くなり、データの読出しが速くなる。
【０００９】
異なる領域は、レーザビーム束の強度分布に従って形成され、従って光軸に応じた形態で形成される。この場合、光軸付近の領域は、光軸から離れた領域よりも短い露光時間か又は低い感度を有している。領域の形状は、レーザビーム束の強度分布に依存する。領域の境界は、好ましくは、レーザビーム束の特定の強度に従う。最も単純な構成では、光軸付近の内側領域は、正方形又は長方形形状である。楕円形の強度分布に適合する構成においては、内側領域は、好ましくは円又は楕円形状である。これは、例えば、互いに接続された異なる長方形又は正方形の領域によって近似される。好ましくは、第１の光強度を超えるレーザビーム束の領域内に少なくとも定義された比率で位置する全ての画素が、第１の領域に割り当てられるようにこれら領域が定められる。第２の低い光強度を超えるレーザビーム束の領域内に少なくとも定義された比率で位置しかつ第１の領域に未だ割り当てられていない全ての画素が、第２の領域に割り当てられる。同様に、さらなる領域が必要に応じて定められる。
【００１０】
本発明のさらなる態様によると、同時に露光が開始した後、即ち同時作動後、内側から外側へスパイラル状に領域が読出される。この場合においても、領域は異なる露光時間で露光され、中心部の露光時間は外側よりも短い。特に、イメージセンサが多数の極めて小さい領域に再分割されているならば、この読出しの形態は有効である。この場合、考えられる最も小さい領域は、個々の画素である。この場合、読出しのスパイラルは、好ましくは長方形又は円形である。理想的なスパイラルに可能な限り正確に近づけるよりも、このように実現する方が幾何学上簡単である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を図面を参照した例示的な実施形態に基づいて説明する。
【００１２】
図１に示されている装置は、カメラ１とレーザ５とを有しており、カメラ１は、光（ホログラフィ）記憶媒体４に対向する作動（作動可能）エリア３を備えたＣＭＯＳイメージセンサ２を有する。レーザ５には、このレーザ５によって放射されたレーザビーム７を合焦して参照ビーム束ＲＢを形成する収束レンズ６が配属されている。ホログラフィ記憶媒体４によって、参照ビーム束ＲＢから信号ビーム束ＳＢが生成される。信号ビーム束ＳＢにより、前もって記憶媒体４に導入され記憶されている情報がイメージセンサに投影され、読出すことができる。図１はまた、イメージセンサの作動エリアにおける光強度ＬＩの分布を示しており、この分布は、レーザビーム束の不均一な分布、特にガウス強度分布、の結果として生じるものである。イメージセンサの作動エリアにおける光強度ＬＩに応じて、このエリアに異なる領域（２．１，２．２）が割り当てられる。
【００１３】
図１の例において、参照ビーム束ＲＢは、４５°の角度で、記憶媒体４に照射される。しかしながら、例えば９０°のような他の角度で照射されても良い。さらに、透過の代わりに反射で読出される記憶媒体もまた公知である。
【００１４】
図２に示されているようなイメージセンサ２の作動可能領域３内に、短い露光時間又は低い感度用の領域２．１と、長い露光時間又は高い感度用の領域２．２とが形成され、領域２．１は矩形形状に形成されかつ装置の光軸ＯＡの領域に位置しており、より長い露光時間又はより高い感度のために領域２．２はこの領域２．１を囲みかつ光軸から離れて位置している。矢印は、データの読出し方向及びデータ記録におけるラインシーケンスＡ〜Ｄを示している。この場合、両方の領域２．１及び２．２は、同時に作動し、受信した光学情報を電気信号に同時に変換し始める。露光時間が異なる場合、領域２．１の露光時間は、記憶媒体４に記憶されたデータページのコントラストが高いことから短く、例えば、露光領域２．２の露光時間の半分に設定される。さらに、領域２．１の露光時間が終了すると、領域２．２が依然として露光されているにもかかわらずデータ評価が開始される。この時間シーケンスが図３に概略的に示されており、これら領域の信号強度が上方に示され、読み出し時間が下方に示されている。感度が異なる場合、両方の領域２．１及び２．２においてデータ評価が同時に行われる。イメージセンサが２つより多い領域を有するかもしれないことは言うまでもない。
【００１５】
図４は、イメージセンサの作動領域のさらなる例を示している。この例では、イメージセンサは、円形のガウス強度分布に適合する４つの領域２．１，２．２，２．３，２．４を有する。実際に要求される円形又は環状領域は、この場合、互いに接続された長方形及び正方形の領域によって近似されている。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の方法を実行するためのイメージセンサ備えたカメラを有する装置を示している。
【図２】使用されるイメージセンサの作動領域を示している。
【図３】作動領域のタイミング図を示している。
【図４】イメージセンサの作動領域のさらなる例を示している。
【符号の説明】
【００１７】
１  カメラ
２  イメージセンサ
２．１，２．２，２．３，２．４  領域
３  エリア
４  記憶媒体
５  レーザ
Ａ〜Ｄ  ライン
ＬＩ  光強度
ＯＡ  光軸
ＲＢ  参照ビーム束
ＳＢ  信号ビーム束
【図１】
2007122857.tif 000003
【図２】
2007122857.tif 000004
【図３】
2007122857.tif 000005
【図４】
2007122857.tif 000006
【外国語明細書】
2007122857.tif 000007
2007122857.tif 000008
2007122857.tif 000009
2007122857.tif 000010
2007122857.tif 000011
2007122857.tif 000012
2007122857.tif 000013
2007122857.tif 000014
2007122857.tif 000015
2007122857.tif 000016
2007122857.tif 000017
2007122857.tif 000018